VALUMA-ALUEEN ERI LÄHTEISTÄ TULEVAN VESISTÖKUORMITUKSEN ARVIOINTI JA VÄHENTÄMISMAHDOLLISUUDET

Transkriptio

1 VALUMA-ALUEEN ERI LÄHTEISTÄ TULEVAN VESISTÖKUORMITUKSEN ARVIOINTI JA VÄHENTÄMISMAHDOLLISUUDET Sirkka Tattari, Markku Puustinen, Jari Koskiaho, Elina Röman, Juha Riihimäki Suomen ympäristökeskus Helsinki Tilaaja: Energiateollisuus ry:n koordinoima ympäristöpooli

2

3 1 Sisällysluettelo Tiivistelmä 2 1. Taustaa 3 2. Kuormituslähteet Metsätalousmaa Maatalousmaa Haja-asutus Rakennettu maa Turvemaat ja turvetuotantoalueet Selvitys suomalaisista ominaiskuormitusluvuista 17 (typpi, fosfori, kiintoaine, orgaaninen aines) 3.1 Metsätalous Maatalous Taustakuorma Laskeuma Haja-asutus Hulevedet Turvetuotanto Yhdyskunnat Teollisuus, kalankasvatus ja turkistarhaus Kokonaiskuormitus ja kasvuriskit Kuormituksen jakautuminen lähteittäin Arviointiin sisältyvä epävarmuus Metsätaloudesta aiheutuvan vesistökuormituksen vähentämismahdollisuudet Maataloudesta aiheutuvan kuormituksen vähentämismahdollisuudet Turvetuotannosta aiheutuvan vesistökuormituksen vähentämismahdollisuudet Jätevesien puhdistaminen Haja-asutuksen aiheuttamien vesien puhdistaminen Hulevesien puhdistaminen Kuormituksen kasvuriskit (ilmastomuutos, maankäytön muutokset) Vesistöjen tila tarkasteltavilla esimerkkialueilla Yleistä vesistöjen luokittelusta Vesistön tilaluokittelu esimerkkialueilla Kälkäjoen valuma-alue, maankäyttö ja kuormituksen hallinta Kälkäjoen valuma-alue ja maankäyttö Veden laadun mittaukset Kuormituslaskenta ja jakauma päästölähteittäin Kuormituksen vähentämispotentiaalin arviointi Ympäristöriskit vastaanottavan vesistön kannalta Saarijärven reitin vesistöalue, maankäyttö ja kuormituksen hallinta Saarijärven reitin vesistöalue ja maankäyttö Veden laadun mittaukset Kuormituslaskenta ja jakauma päästölähteittäin Kuormituksen vähentämispotentiaalin arviointi Ympäristöriskit vastaanottavan vesistön kannalta Yhteenveto alueista 48 Viitteet 49

4 2 Tiivistelmä Tämä julkaisu on tehty Energiateollisuus ry:n koordinoiman ympäristöpoolin tilaustyönä Suomen ympäristökeskuksessa (Syke). Raportin kirjoittajat ja työssä käytettyjen aineistojen käsittelyyn osallistuneet ovat hydrologi Sirkka Tattari, agronomi Markku Puustinen, tutkimusinsinööri Jari Koskiaho, tutkija Elina Röman ja vanhempi tutkija Juha Riihimäki. Työn tavoitteena oli koota keskitetysti vesistökuormitusta kuvaavia kuormittajakohtaisia ominaiskuormituslukuja ja selvittää niiden perusteella eri maankäyttömuotojen alueellisia kuormitusosuuksia. Työssä kuvataan laajalti eri kuormittajien taustatietoja, niissä tapahtuneita muutoksia, kuormitusvertailujen vaikeutta ja ennen kaikkea käytettävissä olevan tiedon epävarmuutta. Kuormitusluvut tarkentuvat sitä mukaa kun uutta kattavampaa ja tarkempaa tutkimustietoa saadaan julkaistua. Esim. maatalouden kuormitusluvut perustuvat pienten valuma-alueiden seurantoihin, joista 30 vuoden ajalta kertyneestä aineistosta on parhaillaan valmistumassa uusin päivitetty tieteellinen artikkeli. Aikaisempi artikkeli on vuodelta Vastaavanlaista seuranta-aineistoa kokoavaa menetelmää ja tulosten tieteellistä julkaisumenettelyä on sovellettu metsätalouden kuormituksen sekä taustakuormituksen arvioinnissa. Pistemäistä kuormitusta kuvaavat tunnusluvut ovat luotettavampien mittausjärjestelmien vuoksi hajakuormituslukuja tarkempia. Tässä työssä esitetyt kuormitusluvut ovat luonteeltaan keskimääräisiä lukuja. Raportissa annetaan myös selonteko ihmistoiminnan aiheuttaman kuormituksen vähentämismahdollisuuksista ja selvitetään kuormituksen mahdollisia kasvuriskejä yleisluontoisesti koko Suomen tasolla, vesienhoito-alueilla ja tarkemmin kahdella valitulla vesistöalueella. Maankäyttöä on tarkastelu kaikilla em. tasoilla, mm. maatalous ja rakennettu alue keskittyvät Suomenlahden ja Kokemäenjoen-Saaristomeren ja Selkämeren vesienhoitoalueille ja ojitetut turvemaat Oulujoen-Iijoen vesienhoitoalueelle. Työssä on tuotu esille myös mallien käyttöä, joiden avulla voidaan saada monipuolisempi käsitys kuormituslukujen virhelähteistä. Valtakunnallisten kuormitusarviointien tarkkuus riittää kuormituslähteiden kokonaistarkasteluun. Rajatummissa alueellisissa tarkasteluissa lopputulos voi jäädä epäselväksi. Tällaisessa tilanteessa esiin nousevia kysymyksiä ovat kuormituslähteen suhde toiseen kuormituslähteeseen tai taustakuormituksen osuus kokonaisainevirtaamassa. Esimerkiksi maatalouden keskimääräinen kuormitusluku voi sisältää myös taustakuormitusta. Todellisuudessa tällä ei olisi juurikaan merkitystä lähdekohtaiseen kuormitusjakaumaan sen vuoksi, että maatalouden pintaalakohtainen typpi- ja fosforikuorma (fosfori 1,1 kg ha -1 v -1, typpi 15 kg ha -1 v -1 ) on kymmen kaksikymmenkertaista taustakuormitukseen (fosfori 0,05 kg ha -1 v -1, typpi 1,3 kg ha -1 v -1 ) verrattuna. Sen sijaan taustakuormaa kuvaavaan kuormituslukuun sisältyvä, esim. 20 %:n virhe, vaikka olisikin absoluuttisena arvona mitättömän pieni, aiheuttaisi koko maa-alueelle (30,4 milj. ha) laskettuna suuren muutoksen ainevirtaamien jakaumiin. Orgaanisen aineksen heikommasta seuranta- ja tutkimustaustasta johtuen vain osalle kuormituslähteistä voidaan esittää arvio orgaanisen kuormituksen suuruudesta. Tässä esitetyt kuormitusluvut ovat työväline mm. vesienhoidon suunnitteluun tai tuotannollisen toiminnan vesistövaikutusten arviointiin (taulukko 2). Lukuihin liittyvän epävarmuuden vuoksi niiden käyttö ja tulosten merkityksen arviointi edellyttää perehtymistä itse kuormituslukuihin ja niiden taustoihin. Keskimääräiset luvut eivät välttämättä kuvaa todellista kuormitusta kaikissa olosuhteissa, mikä ilmenee jo lukujen suurena vaihteluvälinä (liite1). Kuormituslukujen ohella on oleellista tietää tarkasti myös tuotannollinen pinta-ala, jolla kuormitusta muodostuu. Eri aikoina ja eri lukuihin perustuvat valtakunnalliset tai alueelliset kuormitusjakaumat ( kuormituspiirakat ) eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Kokonaisuutta on aina tarkasteltava vastaanottavan vesistön näkökulmasta. Huomioitava on myös se, että vesistön tila-arvio voi muuttua tarkemman vesistöseurannan tuloksena, mikä taas vaikuttaa vesistön kuormituksen sietokykyyn.

5 3 1 Taustaa Maankäytöstä ja muusta ihmistoiminnasta aiheutuu lähes aina ravinne- ja kiintoainekuormitusta vesistöihin. Luonteeltaan maa- ja metsätalouden sekä haja-asutuksen aiheuttama kuormitus on ns. hajakuormitusta, jossa tarkkaa päästölähdettä ei voida paikallistaa. Yhdyskuntien, teollisuuden ja turvetuotannon päästöt puolestaan edustavat pistekuormitusta, jonka lähde ja sijainti ovat yleensä tarkoin määriteltävissä. Oman kuormituslähteensä muodostavat kaupunkien hulevedet. Typpi- ja fosforikuormitus aiheuttavat vesistöjen rehevöitymistä ja kiintoainekuormitus puolestaan sameutumista, liettymistä ja umpeenkasvua. Kuormituksen aiheuttamien vesistövaikutusten voimakkuus ja laajuus riippuvat mm. maankäytön alueellisesta laajuudesta, toimenpiteiden voimaperäisyydestä ja valuma-alueen ominaisuuksista. Orgaaninen aines ei kiihdytä vesistöjen rehevöitymistä samalla tavoin suoraviivaisesti kuin leville helpommin käyttökelpoisessa muodossa olevat ravinteet. Orgaaninen aines kuitenkin kuluttaa hajotessaan veden happea ja hapettomuus puolestaan voi vapauttaa pohjasta ravinteita. Lisäksi orgaaninen aines aiheuttaa epämiellyttävää rantojen liettymistä ja mataloitumista, mikä on haitallista vesien virkistyskäytölle. Orgaanisen aineksen pitoisuuksia ja kuormitusta ilmaistaan paitsi orgaanisen hiilen kokonaismääränä (TOC) ja liukoisen fraktion osuutena (DOC), myös kemiallisena (COD) ja biologisena (BOD) hapenkulutuksena. Tässä julkaisussa ilmoitettuja, eri raporteista ja artikkeleista poimittuja orgaanisen aineen kuormituksen arvoja on yhteismitallistettu TOC:ksi seuraavien suhdelukujen mukaisesti: TOC = CODMn/1,25 (luonnonvedet, lähde: Koistinen, 2012) TOC = BOD7/0,35 (puhdistettu jätevesi, lähde: University of Technology Hamburg- Harburg). Lähtökohtaisesti luonnontilaisesta poikkeavien eri maankäyttömuotojen laajuus on merkittävä ihmisperäisen kuormituksen taustatekijä. Metsien osuus Suomen koko maapinta-alasta on noin 86 % (Metsätilastollinen vuosikirja, 2014). Maatalous on toiseksi merkittävin maankäyttömuoto kattaen noin 7,4 % Suomen maapinta-alasta (Maataloustilastot 2012). Rakennetun maan pinta-ala on arviolta 3,1 % ja turvetuotantoala (v. 2012) 0,19 % maapinta-alasta. Vesistövaikutukseltaan eri kuormittajat poikkeavat kuitenkin toisistaan ja eri maankäyttömuodoilta tuleva kuormitus vaihtelee merkittävästi muun muassa tuotantovaiheen mukaan, erityisesti hydrologisten tekijöiden vaikutuksille alttiina olevassa maa- ja metsätaloudessa sekä turvetuotannossa. Metsätaloudessa tuotantosykli on vuotta, minkä aikana metsätalouden eri toimenpiteet aiheuttavat kestoltaan rajatun vaikutuksen kuormitukseen. Tämän jälkeen kuormitus palautuu tasolle, joka poikkeaa melko vähän luonnontilaisesta kuormituksesta. Turvetuotanto on tasaisesti hydrologisen vuosisyklin vaikutuksen alla, ja kuormitus voi vaihdella tuotannon eri työvaiheiden sekä veden kierron yhteisvaikutuksena. Oleellista on se, että turvetuotannossa kuormitusta muodostuu koko tuotantoalalta. Maataloudessa taas vuoden mittainen tuotantosykli eri työvaiheineen ja hydrologinen sykli yhdessä aiheuttavat tasoltaan edellisistä poikkeavan kuormituksen, joka vaihtelee ajallisesti ja peltokohtaisesti. EU:n vesipuitedirektiivin vesienhoidon keskeisenä tavoitteena on estää mm. em. kuormituslähteiden aiheuttama jokien, järvien ja rannikkovesien sekä pohjavesien tilan heikkeneminen sekä pyrkiä kaikissa vesissä vähintään hyvään tilaan. Lisäksi erinomaisiksi tai hyviksi arvioitujen vesien tilaa ei saa heikentää. Vesienhoitoa suunnitellaan vesienhoitoalueittain (VHA), joita on Manner-Suomessa viisi: Vuoksen (VHA1), Kymijoki-Suomenlahden (VHA 2), Kokemäenjoen, Saaristomeren- ja Selkämeren (VHA 3), Oulujoen- Iijoen (VHA 4) ja Kemijoen (VHA 5) vesienhoitoalueet (kts. kuva 1). Lisäksi Ruotsin ja Norjan kanssa on muodostettu kaksi kansainvälistä vesienhoitoaluetta: Tornionjoen (VHA 6) sekä Tenojoen, Näätämönjoen ja Paatsjoen (VHA 7) vesienhoitoalueet. Ahvenanmaa muodostaa oman vesienhoitoalueen ja vastaa itse EU:n vesipolitiikan puitedirektiivin toimeenpanosta. Tässä raportissa ei käsitellä Ahvenanmaan aluetta. Vesienhoitoalueiden maankäyttö on esitetty taulukossa 1. Vesienhoidon keskeinen lähtökohta on tunnistaa keskeiset kuormituspaineet, jossa osatehtävänä on osittaa vesistöihin tuleva ravinnekuormitus tarkasti eri kuormituslähteille kullakin vesienhoitoalueella. Tätä asiaa on tutkittu ja tarkasteltu erikokoisissa mittakaavoissa kooten havaintoaineistoa pitkältä aikaväliltä eri kuormituslähteistä ja kuormittajalähteille on tuotettu ominaisia kuormituslukuja. Kuormituslukujen keskinäinen vertailu ja käyttö kuormituslaskennassa edellyttävät lukujen tasavertaistamista ja yksiselitteistä ohjeistusta niiden käytöstä, esim. koskeeko kuormitusluku koko

6 sektorin piirissä olevaa pinta-alaa vai ainoastaan nettomääräistä toimenpidealaa. Esim. maataloudessa on esitetty koko viljelyalaa koskevat ominaiskuormitusluvut (taulukko 2) ja yksittäisiä toimenpiteitä koskevia kuormituslukuja eri maalajeille ja eri kaltevuusluokille (liite 1). Lukujen käyttötarkoitus ja mahdollisuudet ovat siis erilaiset. 4 Metsätaloudessa vesistökuormitusta aiheutuu lähinnä metsien hakkuista, lannoituksesta ja kunnostusojituksesta, joita toteutetaan vuosittain vain osalla koko metsäalasta. Aiemmin metsätalouden kuormituslaskelmia on tehty erikseen uudisojituksen, kunnostusojituksen (perkaus, täydennysojitus), raskaasti muokattujen (auraus, mätästys) uudistushakkuiden, kevyesti muokattujen (äestys, laikutus) uudistushakkuiden, muokkaamattomien uudistushakkuiden, kivennäismaiden typpilannoituksen ja turvemaiden fosforilannoituksen ravinnehuuhtoutumista (Kenttämies & Mattsson, 2006). Nyttemmin metsätalouden vaikutukset kuormitusarvioiden laskennassa on luokiteltu edellisestä poiketen kolmeen ryhmään: kunnostusojitukset, päätehakkuut ja lannoitus. Vuonna uudistus- eli päätehakkuita tehtiin keskimäärin ha:lla, kunnostusojituksia ha:lla ja lannoitusta ha eli yhteensä ha. Harvennushakkuista, kulotuksesta ja metsäteiden rakentamisesta aiheutuvat ravinnepäästöt on arvioitu niin pieniksi, että niille ei ole esitetty lainkaan kuormituslukuja (Kenttämies ja Mattsson 2006, toim.). Oleellista on se, että metsätalouden kuormituksen laskenta perustuu kolmeen em. toimenpiteeseen ja nettomääräiseen toteutettujen toimenpiteiden vuosittaiseen pinta-alaan, mikä tuottaa kuormituslisäyksen edellisten vuosien kuormitukseen 10 vuoden ajan. Maataloudessa kuormitusta aiheuttavia viljelytoimenpiteitä, kuten maanmuokkausta ja lannoitusta, taas toteutetaan keväisin ja syksyisin koko viljelyalalla joka vuosi. Pääsyynä metsä- ja maatalouden kuormituseroihin on maatalouden selvästi metsätaloutta voimaperäisemmät vuosittain tai muutaman vuoden välein pellolla toistuvat toimenpiteet. Metsätalouden osuus kokonaiskuormituksesta on pieni, mutta se saattaa paikallisesti olla merkittävää. Metsätaloustoimenpiteiden aiheuttama kuormitus on voimakkainta 1 3 vuotta toimenpiteen jälkeen, mutta kuormitus voi jatkua jopa yli 10 vuotta. Edellä mainittujen lähteiden lisäksi merkittävää mutta vaikutuksiltaan yleensä paikallisempaa vesistökuormitusta aiheuttavat haja-asutus, rakennetun alueen hulevedet, yhdyskuntien päästöt, teollisuus ja muut pistekuormitusta aiheuttavat elinkeinot, kuten kalankasvatus ja turkistarhaus. Tässä vesistökuormitusraportissa selvitetään eri maankäyttömuotojen osuuksia alueellisesti ja kootaan yhteenveto eri maankäyttömuotojen ominaiskuormitusluvuista. Näiden perusteella arvioidaan kokonaiskuormituksen jakautumista lähteittäin ja tarkastellaan arviointiin sisältyvää epävarmuutta. Raportissa annetaan myös selonteko ihmistoiminnan aiheuttaman kuormituksen vähentämismahdollisuuksista ja selvitetään kuormituksen mahdollisia kasvuriskejä yleisluontoisesti koko Suomen tasolla ja tarkemmin kahdella valitulla vesistöalueella. Taulukko 1. Maankäyttö vesienhoitoalueittain Corine 2012 maankäyttötietokannan mukaan (pinta-alat taulukossa koskevat Suomen osuutta vesienhoitoalueista). Metsät Alue Nro Pinta-ala Maapintaala Sisävedet Maatalous Rakennettu ala km 2 % % maa-alasta Vuoksen VHA VHA ,0 86,2 7,3 3,4 Kymijoen Suomenlahden VHA VHA ,3 80,2 12,0 5,8 Kokemäenjoen Saaristomeren Selkämeren VHA VHA ,2 72,6 18,6 5,1 Oulujoen Iijoen VHA VHA ,1 82,5 5,1 2,0 Kemijoen VHA VHA ,0 79,0 0,9 0,8 Tornionjoen VHA VHA ,4 82,8 1,2 1,1 Tenojoen Näätämönjoen Paatsjoen VHA VHA ,8 85,0 0,1 0,3

7 5 2 Kuormituslähteet Tässä luvussa tarkastellaan vesistöihin tulevien ravinteiden kuormituslähteitä, niiden keskeisiä kuormitukseen vaikuttavia ominaisuuksia ja kuormituslähteissä pitkällä ja keskipitkällä aikavälillä tapahtuneita muutoksia. Kuormituslähteiden tarkastelussa hahmotetaan niiden ominaisia luonteenpiirteitä ja ihmisen aiheuttaman kokonaiskuormituksen taustaa. 2.1 Metsätalousmaa Metsätalouden käsitteitä: Metsätalousmaa maata, joka ei ole maatalousmaata, rakennettua maata yms. Metsämaa (puustollinen) maata, jolla puuston potentiaalinen vuosikasvu on vähintään keskim. 1 m 3 vuodessa Kitumaa puuston potentiaalinen vuosikasvu alle 1 m 3, mutta vähintään 0,1 m 3 vuodessa Joutomaa puuston vuosikasvu on alle 0,1 m 3 vuodessa Muu metsätalousmaa sisältää metsäautotiet, metsätalouden pysyvät varasto ja tonttialueet Valtakunnan metsien 11. inventoinnin (VMI 11) mukaan metsätalousmaata Suomessa on yhteensä km 2, josta puustollista metsämaata on km 2, kitumaata km 2, joutomaata km 2 sekä metsäteitä, varastoja ym. alueita 197 km 2. Alueluovutusten jälkeen (Neuvostoliitolle) metsätalousmaan kokonaispinta-ala on ollut muuttumaton, mutta puustollisen metsämaan ala on kasvanut 1940-luvun alusta km 2 jouto- ja kitumaan pinta-alojen vastaavasti pienentyessä. Metsätalousmaasta kankaita on km 2 ja soita km 2. Soiden osuus metsätalousmaasta on 34 %. Metsäalan osuus maa-alasta (kuva 1) on käänteinen peltoalaosuuteen nähden. Metsien osuus vesistöjen 2. jakovaiheen tarkastelussa on yli 80 % laajoilla Järvi-Suomen, Kainuun ja Pohjois-Suomen alueilla. Vastaavasti Etelä-, Lounais- ja Länsi-Suomen maatalousvaltaisilla alueilla metsien osuus maaalasta on tyypillisesti alle 60 %. Valtapuusto metsä- ja kitumaalla on mäntymetsää, jonka osuus puuston kokonaistilavuudesta milj. m 3 :stä on 50 %. Kuusen osuus kokonaistilavuudesta on 30 %, koivun osuus 17 % ja muiden lehtipuiden osuus 3 %. Kokonaistilavuudesta 90,3 % on puuntuotantoalueen puustossa. Puuston kokonaistilavuus on kasvanut 1930-luvun lopulta (nykyistä metsätalousmaa-aluetta vastaavalla alueella) 1370 milj. m 3 kokonaistilavuudesta 70 %. Vastaavasti metsien vuosikasvu on kaksinkertaistunut 1930-luvun lopulta 47,4 milj. m 3 :sta (2,2 m 3 ha -1 v -1 ) 104 milj. m 3 :iin (4,6 m 3 ha -1 v -1 ). Puuston poistuma oli vuonna ,85 milj. m 3 ja on vaihdellut vuosina ,70 72,93 milj. m 3 vuodessa. Metsien hakkuu-alat vuosittain ovat laajoja (kuva 2), vuonna 2013 metsiä hakattiin ha:lla. Suuri osa hakkuista on harvennushakkuita, joissa hakkuiden aiheuttamat vesistövaikutukset jäävät melko pieniksi. Vuosina avohakkuiden määrä oli keskimäärin ha ja vuosina keskimääräin ha. Vastaavasti metsiä uudistettiin vuonna ha:lla. Metsien uudistuksen yhteydessä vuonna 2013 metsää muokattiin ha.

8 6 Kuva 1. Metsien osuus maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla. Kuva 2. Uudistushakkuut ja koko hakkuin käsitelty ala v

9 7 Ojitus VMI 11:n mukaan suometsien alasta (8 749 km 2 ) on ojitettu runsaat puolet eli km 2. Lisäksi kangasmetsiä on ojitettu km 2. Kunnostusojituksia on tehty vuosina keskimäärin km ha:lle vuodessa, keskimäärin 291 m hehtaarille. Tasaisena jatkuessaan näillä kunnostusojitusten määrillä koko ojitetun metsäalan kunnostusojitus veisi aikaa lähes 90 vuotta. Määrät eivät teknisesti vastaa kunnostusojituksen tarvetta ja on odotettavissa, että ojitukset rapautuvat ja osa metsien kunnostusojituksista jää tekemättä. Kuvassa 3 on esitetty uudistusojitus- ja kunnostusojitusalat v Uudistusojituksen huippu oli 60-luvun lopulla, jonka jälkeen ojitusalat ovat laskeneet voimakkaasti. Kuvasta 4 havaitaan, että kunnostusojitusalat (v ) ovat vähentyneet vesienhoitoalueilla 1 4, ja pysyneet jokseenkin samalla tasolla alueilla 5 7. Kuva 3. Uudistusojitus- ja kunnostusojitusalat v Kuva 4. Kunnostusojitusalat vesienhoitoalueittain v Ojitettujen turvemaiden osuus maa-alasta Oulun läänin ja Pohjois-Karjalan alueilla on yleisesti yli 25 %, monin paikoin yli 40 % (kuva 5a, b). Tämä kuvaa ojitusten laajuutta, mutta toisaalta turvemaiden sijaintia juuri näillä alueilla. Etelä-Suomessa turvemaiden määrä maa-pintalasta on melko pieni. Osa turvemaista, erityisesti maatalouskäytössä olevat saraturvemaat, on kuivatuksen seurauksena muuttunut vähitellen kivennäismaiksi.

10 8 Lannoitus Metsien lannoitus oli laaja-alaisinta1970-luvulla, Vuonna 1975 lannoitusala oli ha. Tästä huippuvuodesta lannoitusalat pienenivät viidessä vuodessa alle ha:iin ja edelleen 1990-luvulle tultaessa muutamaan tuhanteen metsähehtaariin. Sittemmin 2000-luvun alkuvuosina lannoitusalat ovat nousseet noin metsähehtaarin tienoille. Viime vuosina lannoitusalat ovat edelleen kasvaneet ollen vuonna 2013 jo metsähehtaaria. Kuva 5a. Turvemaiden osuus maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla.

11 9 Kuva 5b. Ojitettujen turvemaiden osuus maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla. 2.2 Maatalousmaa Viljelykäytössä olevat pellot sijaitsevat pääasiassa Suomenlahden, Saaristomeren ja Perämeren rannikoilla (kuva 6). Järvi-Suomen alueella on alle 20 % koko maan peltoalasta. Maankuivatus Pellot sijaitsevat melko lähellä vesistöjä. Peltolohkojen kuivatusvesien purkupisteestä lähimpään alapuoliseen vesistöön on matkaa näitä yhdistävää uomaa pitkin keskimäärin 2,3 km (med.1 km). Peltojen pinta-alasta 74 % rajoittuu peruskuivatusuomaan ja 13 % vesistöön. Peltoalasta 87 %:lla on siten suora yhteys vesistöön ja 13 % peltoalasta kuivatusveden johdetaan maastoon, josta ei ole uomayhteyttä vesistöön. Peruskuivatushankkeet on toteutettu pääsääntöisesti useamman maatilan yhteisenä hankkeena tätä varten perustetuissa ojitusyhtiöissä (nyk. ojitusyhteisö). Vesilain mukaiset peruskuivatushankkeet on pääsääntöisesti toteutettu alle 10 km 2 alueiden kuivatuksena, joiden yhteydessä toteutettu uoma on nimetty tarkoitustaan kuvaavalla nimellä valtaojaksi ja uoman vaikutuspiirissä oleva alue kuivatusalueeksi. Peruskuivatushankkeissa on perattu kuivatustarkoituksessa myös yli 10 km 2 alueiden

12 10 uomia eli puroja vesilain asettamissa rajoissa. Ojitusyhteisöjen ja kuivatusalueiden lukumäärästä ei ole tarkkaa tietoa, mutta niitä on arvioitu olevan useita kymmeniä tuhansia. Kuva 6. Maatalousmaan osuus maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla. Peltojen paikalliskuivatus on toteutettu pääsääntöisesti salaojituksena, jota on toteutettu 58 %:lla peltoalasta. Avo-ojituksella kuivatetaan edelleen 27 % ja peltoalasta ilman paikalliskuivatusta voidaan viljellä 15 %. Paikalliskuivatusjärjestelmät muodostavat yhdessä peruskuivatusjärjestelmien kanssa laaja-alaisen verkoston koko maatalousmaalle, mikä on ehkä maatalousmaamme luonteenomaisin piirre - kuivatusvesillä on lyhyt matka ja ajallinen viive vesistöihin. Uomaverkostossa poistettava vesimäärä muodostuu vuosisadannan aiheuttamasta valunnasta, pieni osa siitä päätyy pohjavesivalunnaksi. Keskimäärin peltohehtaarilla valuntaa muodostuu vuodessa m 3. Ilman tehokasta maankuivatusta kasvinviljely Suomessa ei ole mahdollista. Peltoala ja peltoalan muutokset Maatalousmaan osuus maapinta-alasta on Suomessa suhteellisen pieni (7,4 %) verrattuna esim. Tanskaan tai Puolaan. Maatalousmaan osuus maan eri osissa vaihtelee, Varsinais-Suomessa se on noin 30 %, Uudellamaalla reilu 20 %, Etelä-Pohjanmaalla 20 % ja Pohjois-Pohjanmaalla noin 7 %. Maapinta-alalle suhteutettuna maatalousmaata on eniten VHA 3:lla, jonka maa-alasta 19 % ( km 2 ) on maatalousmaata. VHA 2:n maa-alasta maatalousmaata on 12 % ( km 2 ) ja VHA 1:n 7 % ( km 2 ).

13 Viljelty ala 1000 ha 11 Suurimmillaan viljely- ja kesantopellon kokonaisala oli vuonna 1968 ( ha), josta se vähitellen pieneni 1990-luvun alkuvuosiin mennessä hehtaarilla (kuva 7). Keskimääräinen viljelyala EU:iin liittymistä edeltävinä vuosina oli ha. Vuodesta 1994 vuoteen 1995 peltoala pieneni ha, koska monet pienet maatilat lopettivat viljelyn Suomen liityttyä EU:iin. Peltoala kasvoi vähitellen takaisin 1990-luvun keskimääräiselle tasolle peltojen palautuessa vuokrapeltoina viljelykseen, ollen v ha ,0 Kesanto Viljelty ala 2 500, , , ,0 500,0 0,0 Kuva 7. Viljelty ala ja kesanto v Lähde MMM-Tike. Tämä kehitys näkyy myös maatilojen lukumäärän pienenemisenä ja toisaalta vuokrapellon osuuden (viljelyalasta) kasvuna. Vuodesta 1990 vuoteen 2000 lähes maatilaa lopetti viljelyn, mikä kehitys jatkui vielä 2000-luvulla, jolloin vuoteen 2010 mennessä maatilaa lopetti tuotannon. Vuonna 2010 Suomessa oli yhteensä maatilaa. Niinpä maatilojen keskipeltoala on kasvanut koko ajan luvun alussa maatilojen keskimääräinen peltoala oli 24 ha ja vuonna 2010 jo 36,7 ha. Vuokrapellon osuus viljelyalasta oli 1990-luvun puolessa välissä noin 20 % ja vuonna 2010 noin 35 %. Viljely- ja kesantoalan pitkäaikaismuutosten taustalla on myös muita tekijöitä, kuten. pellon metsitys ja uuden pellon raivaus. Maataloustilastoissa näkyvät pitkän aikavälin peltoalaa koskevat muutokset ovatkin nettomääräisiä pinta-alamuutoksia. Vuosien välisenä aikana peltoa metsitettiin ha (Metsätilastollinen vuosikirja) ja vuosina uutta peltoa raivattiin ha sekä vuosina saman verran eli ha (Niskanen & Lehtonen 2014). Suurimmat vuosiraivioiden pinta-alat em. jaksoilla ovat vaihdelleet ha. Kokonaisuudessaan peltoalan väheneminen johtuu peltoviljelystä poistuneen alan metsityksestä. Uuden pellon raivaaminen sen sijaan on ollut vaatimattomampaa, joskin jatkuvaa toimintaa. Oman erityispiirteensä pellon käyttöön toi 1990-luvun alussa ns. velvoitekesannointi, keskimäärin ha, josta kaksi kolmasosaa oli viherkesantona (kuva 8). Kesantoala puolittui EU:iin liittymisvuonna ha:iin ja on sen jälkeen vaihdellut peltohehtaarin molemmin puolin. Nurmien osuus peltopinta-alasta on suurinta pohjoisilla vesienhoitoalueilla (VHA 4 7). Rannikon alueilla nurmiviljely on vähäisintä (kuva 9).

14 Peltojen keskikaltevuus suhteutettuna vesienhoitoalueen peltopinta-alaan on esitetty kuvassa 10. Kaltevimmat pellot ovat VHA 2:lla ja VHA 1:llä. 12 Kuva 8. Nurmen ja kesannon (ylin kuva), sokerijuurikkaan ja perunan (keskellä) sekä luokan muut kasvit (alin kuva) pinta-alojen muutokset v

15 13 Kuva 9. Nurmien osuus peltopinta-alasta 2. jakotason valuma-alueilla. Kuva 10. Peltojen eri kaltevuusluokkien osuudet Vesienhoitoalueiden peltoalasta.

16 14 Maatalousteknologia ja pellon käyttö Maatalouden uudenaikaistuminen alkoi 1950-luvulla, jolloin tuotantoa tehostettiin uusien viljelykäytäntöjen ja kasvinjalostuksen avulla ja samanaikaisesti lannoitteiden käyttöä lisättiin. Kemiallisten lannoitteiden käyttömäärät olivat maksimissaan 1980-luvun lopulla, jonka jälkeen lannoitusmäärät ovat tulleet voimakkaasti alaspäin, mikä tulee esille ravinnetaseiden voimakkaana laskuna luvulla peltoalasta yli puolet oli nurmella tai laitumella, kun nykyään näiden osuus peltoalasta on noin yksi neljäsosa. Vastaavasti kevätviljojen viljelyala sekä kesantoala ovat kasvaneet. Perunan viljelyala on pienentynyt 1960-luvun lähes ha:sta noin ha:iin. Sokerijuurikkaan pinta-ala oli enimmillään noin ha 1990-luvulla, mutta pieneni sittemmin noin ha:iin yhden sokeritehtaan lopetettua kokonaan toimintansa. Muiden kasvien ryhmässä (mm. härkäpapu, pellava, kumina, ruokohelpi) viljelyalat ovat vuosittain vaihdelleet, mutta myös tämän ryhmän viljelyalat ovat voimakkaassa laskussa (kuva 8). Tarkasteltaessa kokonaisuutta todellisilla peltojen pinta-alatiedoilla ja viljelykasvien pinta-alamuutoksilla, kasvinviljelyn keskittymistä erikoiskasvien osalta ei yleisesti ole tapahtunut. Sen sijaan pitkällä aikavälillä nurmikasvien ja kevätkylvöisten viljakasvien väliset pintaalaosuudet ovat muuttuneet merkittävästi (kts. kuvat 7 ja 8). Kotieläimet Nautaeläinten määrä on vähentynyt 1980-luvun alun noin 1,7 milj. naudasta 2010-luvun alkuun mennessä runsaaseen 0,9 milj. nautaan, siis lähes puolittunut. Suuri alenema on tapahtunut lypsykarjan määrässä ja tämän seurauksena nuorten nautojen määrä on samassa suhteessa pienentynyt. Emolehmien määrä on kasvanut, mutta lähtötilanne on ollut niin matala, ettei kasvu juurikaan tule esille kokonaistilastoissa. Sikojen lukumäärässä on tapahtunut voimakkaita muutoksia molempiin suuntiin viimeisen 30 vuoden aikana. Sikoja on nyt lähes 1,3 miljoonaa, mutta tuotannollis-taloudellisista syistä johtuen määrä on voimakkaasti laskemassa. Myös siipikarjan (broilerit ja kanat) määrä on puolittunut 1970-luvun puolenvälin 9 miljoonasta runsaaseen 4 milj. lintuun 2010-luvulla. Lampaiden ja hevosten määrät ovat edellisiin verrattuna melko pieniä. Lampaiden määrä on pysynyt kymmeniä vuosia ennallaan ja hevosten määrä on kasvanut lukujen taitteessa tapahtuneen voimakkaan pienenemisen jälkeen (kuva 11). Kotieläintuotantoa jatkavien maatilojen yksikkökoot ovat kasvaneet samaan aikaan kun tilaluku on voimakkaasti pienentynyt. Myös sianlihantuotannossa sikatilojen määrä on pienentynyt ja yksikkökoot ovat kasvaneet. Kotieläinten kokonaismäärän väheneminen on yleisesti ollut niin voimakasta, että tuotannon keskittymisestä ei juurikaan voida puhua kuin korkeintaan sianlihan tuotannossa. Tällä hetkellä sikatilojen määrä on voimakkaassa laskussa niiden heikon kannattavuuden vuoksi. Kuva 11. Kotieläinten lukumäärien muutoksia.

17 Haja-asutus Viemäröinnin ulkopuolella asuvien asukkaiden määrästä ei ole olemassa tarkkaa tietoa, mutta hajaasukkaiden määrää on sen sijaan arvioitu yksittäisissä hankkeissa. Esimerkiksi vuonna 2004 hajaasukkaiden määrää arvioitiin Rakennus- ja huoneistorekisterin (v. 2000) perusteella. Tilastoista ilmenee viemäriverkostoon liittymättömien asukkaiden ja asuinhuoneistojen määrä haja-asutusalueilla ja taajamissa. Tieto on paikkaan sidottua, joten se on mahdollista yhdistää esim. 3. jakovaiheen vesistöalueiden rajaustietoon. Haja-asutuksen piiriin kuului vuonna 2000 Suomen väestöstä noin 19 % eli noin asukasta. Vapaa-ajan asuntojen määräksi arvioitiin silloin , joista noin oli liittynyt viemäriverkostoon. Uusimpien (2014) arvioiden perusteella haja-asutusalueilla ilman yleistä viemäröintiä asuu yli miljoona ( ) suomalaista. Vapaa-ajan asuntojen määräksi arvioidaan nyt Tämä luku poikkeaa kuitenkin Tilastokeskuksen vuonna 2013 esittämästä luvusta, jonka mukaan Suomessa olisi kesämökkiä. Haja-asukkaiden määrään sisältyy epävarmuutta, koska eri lähteistä saaduissa luvuissa on eroja. Käytännössä viemäröinnin ulkopuolella asuvien määrä tulee todennäköisesti laskemaan asukkaiden liittyessä yleiseen viemäröintiin. 2.4 Rakennettu maa Suomen asukastiheys on vain noin 18 as/km 2. Rakennettua maata on eniten Uudellamaalla, vajaa 14 % maapinta-alasta. Varsinais-Suomessa, Kymenlaaksossa, Hämeessä ja Satakunnassa rakennettua maata on yli 6 % maa-pinta-alasta. Vähiten rakennettua maata on Lapissa, Kainuussa ja Pohjois- Pohjanmaalla. Rakennettua alaa (käsittäen asuinalueet, teollisuuden, palveluiden ja liikenteen alueet, maa-ainesten ottoalueet sekä kaatopaikat, kuva 12) on Suomessa yhteensä v aineiston perusteella 9338 km 2. Maapinta-alalle suhteutettuna rakennettua alaa on eniten VHA 2:lla, jonka maaalasta 6 % (2 544 km 2 ) on rakennettua. VHA 3:n maa-alasta rakennettua on 5 % (3 320 km 2 ) ja VHA 1:n 3 % (1 574 km 2 ). Kuva 12. Rakennetun alueen jakautuminen eri sektoreihin vuoden 2012 Corine-maankäyttöaineiston mukaan, kun virkistys- ja vapaa-ajan toiminta-alueita ei oteta huomioon. Rakennettua alaa ja sen muutosta on voitu seurata valtakunnan tasolla vasta vuodesta 2000 lähtien, jolloin julkaistiin ensimmäinen Corine - maankäyttöaineisto osana EU:n aikaansaamaa koko Euroopan laajuista maankäyttöaineistoa. Suomen aineiston rasterikoko vuosina 2000 ja 2006 oli 25 metriä, ja vuonna 2012 se tarkentui 20 metrin rasterikokoon. Aineiston tarkkuuden muutos sekä paikkatieto- ja kaukokartoitusmenetelmien kehittyminen kuitenkin aiheuttavat sen, että aineistot eivät ole keskenään suoraan verrattavissa. Aineistoista pystyy silti selvittämään hetkellisiä tunnuslukuja sekä suhteellisia muutoksia eri alueilla. Rakennettu ala kasvoi vuodesta 2000 vuoteen 2006 suhteellisesti eniten vesienhoitoalue (VHA) 2:lla (2,6 %). Pienintä kasvu oli VHA 7:llä (1,7 %). Vuodesta 2006 vuoteen 2012 muutos oli suurinta VHA 5:lla (4,7 %) ja pienintä VHA 1:llä ja VHA 3:lla (2 %). Vuosina rakennetun alueen eri luokista kasvoi eniten pientaloalueet; vuosina eniten kasvua oli teollisuuden ja palveluiden pinta-alassa. Jos aineistosta jättää pois virkistys- ja vapaa-ajan toimintaalueet, rakennetusta alasta v aineiston perusteella 40 % oli pientaloalueita. Liikennealueet kattoivat rakennetusta alueesta 30 %, teollisuus 19 %.

18 Turvemaat ja turvetuotantoalueet GTK:n selvityksen mukaan ( VMI Valtion metsien inventointi, Metsätilastollinen vuosikirja, Soidensuojeluohjelma 2013, Bioenergia ry, 2013, Myllys ym ) Suomessa on 9,06 milj. ha turvemaita (noin 30 % maapinta-alasta). Näistä ojittamattomia on 31,7 %, metsätalousmaita 51,7 %, suojelun piirissä 13,2 %, maatalouskäytössä 2,8 % ja turvetuotannossa 0,7 %. Turvemaita voidaan kartoittaa myös muista paikkatietoaineistosta: Corine 2012 perusteella turvemaiksi luokitellaan kosteikot ja avoimet suot (luokka ja 4.1.2) ja omina luokkinaan ovat turv la sijaitsevat eri metsätyypit ( lehtimetsät, havumetsät, sekametsät, harvapuustoiset alueet turv la). Corinessa ei ole omaa luokkaa maatalousalueilla olevista turvepelloista. Myös Suomen maannostietokannan (Lilja ym. 2009) avulla voidaan kartoittaa turvemaita. Maannostietokannassa alueet, joissa maan pinnalla on yli 40 cm turvetta, luokitellaan Histosoleiksi eli orgaanisiksi maannoksiksi. Turvemaatalousmaat voidaan rajata mm. Corinen 2012 maatalousmaiden perusteella. GTK:n selvityksen mukaan turvemaiden osuus on laskenut v tasosta 10,4 milj. ha vähitellen nykyiselle tasolleen 9,06 milj. ha. Ojitettuja alueita oli ,8 milj. ha, vuonna ,92 milj. ha ja vuonna 2010 niiden määrä oli vähentynyt tasolle 4,76 milj. ha. Turvetuotannon aiheuttamaa vesistökuormitusta on tallennettu VAHTI-tietojärjestelmään v lähtien. Sitä ennen turvetuotanto on yleensä laskettu osaksi hajakuormitusta. Turvetuotantoalat (kuva 13) ovat pysyneet melko samalla tasolla lukuun ottamatta vuotta 2012 jolloin tuotantoaloissa tapahtui selkeä lasku. Kuva 13. Turvetuotannon pinta-alat v koko Suomessa VAHTI-tietojärjestelmän mukaan (hakuehto: tila aktiivinen, kunnostusvaiheessa + tuotannossa + tuotantokunnossa, mutta ei tuotannossa). Suurimmillaan turvetuotantoalueiden osuus maa-alasta on vesienhoitoalueilla VHA3 ja VHA4 (kuva 14). Kun tarkastellaan turvemaiden osuuksia maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla, suurimmat osuudet ovat Vuoksen Piimäjoen vesistöalueella (4.38), Iijoen alueella (61.12), Kymijoen alueella (14.67) ja Karvianjoen vesistöalueella (36.07). Turvepeltojen osuudeksi koko maassa tulee ha, mikä on runsas 11 % koko peltoalasta. Ojitettujen turvemaiden osuus maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla on suurin Oulujoen VHA4:llä (katso kuva 5b). Kohtalaisen suuria ojitusosuuksia löytyy myös Tornionjoelta (VHA6) ja Vuoksen (VHA1) alueen pohjoisosasta.

19 17 Kuva 14. Turvetuotantoalueiden osuus maa-alasta 2. jakotason valuma-alueilla. 3 Selvitys suomalaisista ominaiskuormitusluvuista (typpi, fosfori, kiintoaine, orgaaninen aines) Tässä luvussa tarkastellaan käytettävissä olevia vesistöihin tulevan typen, fosforin, kiintoaineen ja orgaanisen aineen kuormittajakohtaisia ominaiskuormituslukuja, kuormituksen vaihtelua, epävarmuutta ja kuormituslukujen käytettävyyttä. Kokemusperäisen tiedon karttuessa esim. seurannan tuloksena myös ominaiskuormitusluvut tarkkenevat. Ominaiskuormitusluvut ovat yksi keskeinen osa ihmisen aiheuttaman kokonaiskuormituksen ja kuormittajakohtaisten osuuksien arviointia. Taulukkoon 2 on koottu tietoa eri haja- ja pistekuormituslähteiden kuormitusluvuista. Tiedot on koottu SYKEn VAHTI-tietojärjestelmästä, KUSTAA-työkalun (Launiainen ym. 2014) avulla sekä kirjallisuuslähteistä. Niiden kuormituslähteiden, joiden kuormitus vaihtelee hydrologisten olosuhteiden mukaan (hajakuormitus pl. haja-asutus), luvut ovat useamman vuoden keskiarvoja. Hydrologiasta riippumattomien kuormituslähteiden (pistemäinen kuormitus + haja-asutus) luvut vastaavat nykytilannetta (2010-luku). Tarkempia, vaihteluvälejä ja eri kuormituslähteiden sisäistä vaihtelua kuvaavia tunnuslukuja on esitetty liitteessä 1. Eri lähteistä peräisin olevasta orgaanisen aineksen kuormituksesta ei ole koottu tietoa systemaattisesti vastaavalla kattavuudella kuin ravinteiden ja kiintoaineen, joten tässä esitettyjen,

20 pelkästään kirjallisuustietoon perustuvien orgaanisen aineksen kuormituslukujen epävarmuus on suurempaa kuin ravinne- ja kiintoainekuormitusten. 18 Huomattava on se, että kuormituksen vuosivaihtelu perustuu suurelta osin hydrologiseen vaihteluun. Ihmisperäisen kuormituksen (maatalous, metsätalous, turvetuotanto ym.) muutokset johtuvat taas valunnan pitoisuuksien muutoksesta. Toisin sanoen, vuosittain muuttuvat kuormitusluvut ovat hydrologiaperusteisia, kun taas pitkän ajan muutokset kuormitusluvuissa johtuvat ihmistoiminnan muutoksista. Tässä yhteydessä esitettävät pitkänajan keskimääräiset kuormitusluvut kuvaavat riittävässä määrin eri lähteiden suhteellisia kuormitusosuuksia. 3.1 Metsätalous Metsätalouden kuormitus syntyy metsätaloustoimenpiteiden aiheuttamasta valunnan ja eroosion lisääntymisestä, mikä aiheuttaa kiintoaineen ja ravinteiden huuhtoutumista pintavesiin. Vuosina uudistus- eli päätehakkuita tehtiin keskimäärin ha:lla, kunnostusojituksia ha:lla ja lannoitusta ha eli yhteensä ha. Toimenpidepinta-alat ovat jossain määrin päällekkäisiä. Merkittävimpiä vesistökuormitusta aiheuttavia metsätaloustoimenpiteitä ovat metsänuudistamishakkuut, lannoitus ja kunnostusojitus (vrt. kappale 2.1). Metsätalouden ominaiskuormitusluvut edustavat tilannetta jossa metsätalouden vesiensuojelusta on huolehdittu asianmukaisin menetelmin (suojavyöhykkeet, kaivukatkot, lietekuopat ja laskeutusaltaat, pintavalutuskentät) (Joensuu ym. 2012). Metsätaloustoimenpiteen aiheuttama vesistökuormitus on suurinta heti ensimmäisinä vuosina toimenpiteen jälkeen ja pienenee ajan kuluessa. Toimenpiteestä riippuen kuormituksen on havaittu kestävän kahdesta (kivennäismaiden typpilannoitus) kymmeneen (metsänuudistaminen ja kunnostusojitus) vuotta. KUSTAA-työkalussa käytetään keskimääräisiä ominaiskuormituslukuja kuormituksen kestoajalta. Päätehakkuut aiheuttavat Lepistön ym. (2014) mukaan 33 %:n TOCkuormituksen kasvun tasolle 77 kg ha -1 v -1. Ruotsissa Schelker ym. (2012) havaitsivat avohakkuiden kasvattaneen liuenneen orgaanisen hiilen (DOC) kuormituksen jopa kolminkertaiseksi. Myös Lundinin (1999) ja Niemisen (2004) tutkimusten mukaan avohakkuut kasvattavat merkittävästi DOC-kuormitusta. 3.2 Maatalous Maatalouden vesistökuormitus aiheutuu peltoviljelystä ja karjataloudesta. Kivennäismaiden pelloilta tuleva kiintoainekuormitus vaihtelee välillä kg ha -1 v -1, kokonaistypen kuormitus välillä 6 22 kg ha -1 v -1 ja kokonaisfosforin kuormitus välillä 0,5 2,5 kg ha -1 v -1 (Tattari & Linjama 2004, Väisänen & Puustinen 2010). Tätäkin suurempaa kuormituksen vaihtelua on todettu yksittäisinä tavanomaista poikkeavina vuosina. Turv la on havaittu kivennäismaita huomattavasti suurempia typen huuhtoumia, 38 kg typpeä hehtaarilta vuodessa (Huhta & Jaakkola 1993). Suurin osa peltojen eroosiosta ja ravinnehuuhtoumista muodostuu kasvukauden ulkopuolella syyssateiden ja lumen sulamisen aiheuttamien suurten valumahuippujen aikoina. Siten erityisesti syksyllä tehtävä muokkaus (kyntö, äestys, kultivointi) tai vaihtoehtoisesti pellon pitäminen ympärivuotisesti kasvipeitteisenä ratkaisevat, kuinka paljon eroosiota ja kiintoaineksen mukana kulkeutuvaa ravinnekuormitusta tapahtuu. Vuosikuormituksen tasoon vaikuttaa lisäksi myös pellon kaltevuus, maalaji ja vesitalous (salaojituksen toimivuus ym.). Maatalouden aiheuttamalle vesistökuormitukselle on tyypillistä huomattavan suuri sää- ja hydrologisista tekijöistä johtuva vuosivaihtelu. Maatalouden vesistökuormitusta on pyritty alentamaan aktiivisesti 1990-luvulta lähtien mm. erilaisten ympäristötukijärjestelmien avulla (Aakkula ym. 2010). Orgaaninen aines ylläpitää viljelymaan kasvukuntoa ja parantaa maan rakennetta, vähentää tiivistymisja eroosioriskiä sekä parantaa maan kykyä pidättää vettä ja ravinteita. Lisäksi orgaanisen aineksen hajotustoiminta ylläpitää luontaista ravinteiden kiertoa. Orgaanisen aineksen vähentyminen viljelyalueilta on yksi EU:n tasolla todetuista maaperän tilaan liittyvistä uhkista. Ongelma on havaittu myös Suomessa, jossa maatalousmaasta on arvioitu huuhtoutuvan orgaanista hiiltä (TOC) 220 kg ha -1 v -1 (Heikkinen ym. 2013). Koko valtakunnan tasolla tämä vastaa tonnin vuotuista TOC-huuhtoumaa maataloudesta. Viljely- ja pellonmuokkaustoimenpiteillä olisi pyrittävä ehkäisemään hiilen vähentymistä maaperästä ja edistämään orgaanisen aineksen kertymistä maahan.

21 Taustakuorma Luonnontilaisilta maa-alueilta vesistöihin kulkeutuvia ainevirtoja ja tästä aiheutuvaa vesistökuormitusta kutsutaan taustakuormaksi (luonnonhuuhtoumaksi). Taustakuormaa on Suomessa selvitetty 21 pienellä luonnontilaisella valuma-alueella (Mattsson ym. 2003,Kortelainen ym. 2006). Mattssonin ym. (2003) vuosien aineiston perusteella keskimääräinen kiintoainekuorma luonnontilaisilta alueilta on 5,1 kg ha -1 v -1 (vaihteluväli 0,92 48 kg ha -1 v -1 ). Typen ja fosforin taustakuormat ovat puolestaan keskimäärin 1,3 ja 0,05 kg ha -1 v -1 (vaihteluvälit 0,29 2,3 ja 0,02 0,15 kg ha -1 v -1 ). Orgaanisen kokonaishiilen (TOC) taustakuorma oli keskimäärin 62 kg ha -1 v -1 (vaihteluväli kg ha -1 v -1 ). Vuotuinen valunta oli keskimäärin 310 mm (vaihteluväli mm), mikä Mattssonin ym. (2003) mukaan on lähellä pitkänajan keskiarvoa. Lepistö ym. (2014) raportoivat pohjoisen, valtaosin lähes luonnontilaisen Simojoen valuma-alueen orgaanisen kokonaishiilen (TOC) kuormitukseksi vuosina t vuodessa, mikä vastaa 58 kg ha -1 v Laskeuma Ilmasta tuleva kuiva- ja märkälaskeuma vaikuttaa koko valuma-alueen typpi- ja fosforitaseeseen. Sadeveden laatua ja sadeveden mukana tulevan laskeuman määrää seurataan SYKEn ylläpitämän valtakunnallisen seurantaverkon avulla (Vuorenmaa 2004). Mittausasemat on sijoitettu pääosin hajaasutusalueille, joilla ei ole merkittäviä ilman epäpuhtauksien paikallisia päästölähteitä. Vesistöön suoraan kohdistuva laskeuma huomioidaan KUSTAA-työkalussa. Sen sijaan maa-alueille kohdistuvan laskeuman mukanaan tuomien ravinteiden katsotaan sisältyvän taustakuormaan. Suomessa typen oksidien päästöt ilmaan ovat vähentyneet viimeisten 20 vuoden kuluessa vuoden tonnista vuoden tonniin. Sen sijaan vuotuiset ammoniumpäästöt ovat pysyneet samalla ajanjaksolla suurin piirtein samalla tasolla eli noin tonnissa ( Suomessa typpilaskeuma vaihtelee 1 6 kg ha -1 v -1 siten, että laskeuma on korkein eteläisimmässä Suomessa ja pienin Pohjois- Lapissa. 3.5 Haja-asutus Haja-asutuksen jätevesien puhdistustilanne ei ole yhtä hyvä kuin taajamajätevesien. Arviolta yli kiinteistöä on viemäriverkoston ulkopuolella. Vuonna 2011 voimaan tulleen jätevesiasetuksen (209/2011) mukaan tiettyjä poikkeuksia lukuun ottamatta myös näiden kiinteistöjen jätevedet on käsiteltävä niin, että kiintoaine- ja ravinnepitoisuudet laskevat. Haja-asutusalueella olevien vakinaisten asuntojen tuottamat jätevedet vastaavat yleensä laadultaan ja asukaskohtaiselta määrältään taajamien asuntoja. Sen sijaan loma-asumisesta aiheutuvassa kuormituksessa on paljon vaihtelua, sillä asuntojen varustelutaso ja vedenkäyttö vaihtelevat vakinaisia asuntoja enemmän. Suurin osa huviloilta tulevasta jätevedestä on pesutiloista ja saunoista tulevia ns. harmaita jätevesiä, jotka eivät vähäisestä ravinne- ja kiintoainepitoisuudestaan johtuen vaikuta yhtä haitallisesti vesistöihin kuin vesikäymälöiden jätevedet. Myös huvilan etäisyydellä rannasta on merkitystä vesistökuormituksen määrään. KUSTAA-työkalussa käytettävät haja-asutuksen ominaiskuormitusluvut perustuvat Ronnun ja Santalan (1995) esittämiin puhdistamattomien ja puhdistettujen jätevesien lukuihin. 3.6 Hulevedet Asutuksen ohella vesistökuormitusta syntyy myös rakennetulta maa-alueelta sade- ja lumensulamisvedestä muodostuvien hulevesien kulkeutuessa vesistöihin. Hulevedet johdetaan yleensä kohdealueelta sadevesiviemärien ja/tai pintaojien avulla, mutta vain pieni osa hulevesistä puhdistetaan. Rakennettua maata (talot, tiet, kadut, pihat, varasto- ja pysäköintialueet ym.) oli Suomessa v n. 4,4 % maapintaalasta (Ympäristötilasto 2013) ja osuus on jatkuvassa kasvussa. Taulukkoa 2 varten arvioitiin Corinemaankäyttötietokannan perusteella hulevesiä tuottavaksi pinta-alaksi 2,3 % maa-alasta (0,69 milj, ha). Rakennetuilta alueilta huuhtoutuva typpi ja fosfori ovat lähtöisin jätteistä, eläinten jätöksistä, laskeumasta sekä pinnan eroosiosta hajoavasta orgaanisesta aineksesta. Lisäksi ravinteita päätyy pintavesiin viemärien vuodoista ja jätesäiliöistä. Hulevesien kiintoainepitoisuudet ovat selvästi taustakuormaa suurempia, sillä rakennetuilta maa-alueilta tulevat virtaamat ovat suurempia ja virtaamavaihtelut voimakkaampia kuin luonnonympäristöistä pienemmän suotautumiskapasiteetin, vähäisemmän haihdunnan ja maan heikomman veden- ja aineiden pidätyskyvyn johdosta (Kotola & Nurminen 2003).

22 20 KUSTAA:n ominaiskuormitusluvut hulevesille (Liite 1) perustuvat keskiarvoon Kotolan & Nurmisen (2003) sekä Peltola-Thiesin (2005) raportoimiin lukuihin tapaustutkimuksista erilaisilta rakennetuilta mailta. Liitteen 1 luvut ovat hieman korkeampia kuin taulukossa 2 esitetyt, uusimman suomalaisen tutkimuksen (Valtanen 2015) sisältämät arviot. Koska aineistoissa on edustettuina useita tyypillisiä rakennettuja alueita, on oletettavaa että niiden avulla kuormituksen suuruusluokka voidaan arvioida kohtuullisen hyvin vaikka paikallinen vaihtelu voi olla suurta. Vaihteluväliksi oletetaan em. tutkimuksissa havaittu erityyppisten rakennettujen maiden kuormituksen vaihteluväli. 3.7 Turvetuotanto Turvetuotantoalueilta valuva vesi on yleensä ravinteikkaampaa, tummempaa ja sisältää enemmän liuennutta orgaanista kiintoainetta kuin luonnontilaisilta soilta purkautuva valumavesi (Kløve ym. 2013). Siten turvetuotanto voi aiheuttaa paikallisesti merkittävää vesistökuormitusta, vaikka tuotannossa oleva pinta-ala ja kuormitus koko valtakunnan tasolla onkin vähäinen maa- ja metsätalouteen verrattuna. Turvetuotannon vesistökuormituksen suuruuteen vaikuttavat tuotantosoiden turpeen ominaisuudet, ilmastotekijät, kuivatusojien syvyys ja kaltevuus sekä soilla tehtävät tuotantotoimet ja toteutetut vesiensuojelurakenteet (Kløve ym. 2013). Keskeisiä syitä turvetuotantoalueiden kiintoaine- ja ravinnekuormituksen synnylle ovat ojituksen, kasvipeitteen poiston ja suon kuivatuksen seurauksena lisääntyvä ja äärevöityvä valunta, sekä kuivatusojista ja turpeen korjuusta aiheutuva hienon orgaanisen aineen eroosio, sen nopeutuva hajoaminen ja kulkeutuminen vesistöihin. Kemiallisella hapenkulutuksella (COD) mitattuna luonnontilaisilta suoalueilta on arvioitu huuhtoutuvan orgaanista ainesta keskimäärin 73 kg ha -1 v -1 ja turvetuotantoalueilta tähän verrattuna lähes kolminkertaisesti; 200 kg ha -1 v -1 (Leskelä ym. 2010). Verrattuna metsäojitettuihin suoalueisiin, joille turvetuotanto on pääosin sijoitettu, ero olisi kuitenkin pienempi. Pöyryn (2014) tekemässä ominaiskuormitusselvityksessä COD:n luonnonhuuhtoumaksi on arvioitu 110 kg ha -1 v -1 ja turvetuotantoalueelta lähteväksi COD-kuormitukseksi velvoitetarkkailuaineiston perusteella 183 kg ha -1 v - 1 silloin, kun käytössä on ympärivuotinen pintavalutuskenttä. Vanhan metsäojitusalueen COD-kuormitus on Pöyryn (2014) selvityksen mukaan 139 kg ha -1 v -1. Koko valtakunnan tasolla turvetuotantoalueilta huuhtoutuu tonnia TOC:ia vuodessa. Orgaanisen aineksen (erityisesti humuksen) poistaminen turvatuotannon valumavesistä on haasteellisempaa kuin teollisuuden pistemäisistä päästöistä. Esim. Klöve ym. (2012) totesivat raportissaan, että normaalisti ravinteidenpoistossa varsin hyvin toimivilla kosteikoilla ei turvetuotantoalueilla ole juurikaan vaikutusta valumavesien humuspitoisuuksiin. 3.8 Yhdyskunnat Yhdyskuntajätevesien aiheuttamaksi kuormitukseksi katsotaan jätevedenpuhdistamoilla käsiteltyjen jätevesien johtaminen vesistöihin. Tulvatilanteiden aikaisissa poikkeustapauksissa voidaan joskus joutua myös ohijuoksuttamaan käsittelemättömiä jätevesiä suoraan vesistöön. Koska tämänkaltainen kuormitus tulee kultakin puhdistamolta yhdestä selkeästi määritetystä pisteestä, se luokitellaan pistekuormitukseksi erotuksena edellä kuvattuihin hajakuormituslähteisiin. KUSTAA-työkalussa käytetyt ominaiskuormitusluvut perustuvat ympäristöhallinnon OIVA -tietokannan tietoihin jätevesipuhdistamojen päästöistä. Nykyisillä puhdistusmenetelmillä voidaan jäteveden fosforista ja kiintoaineesta ottaa talteen yli 90 %, mutta typestä vain noin puolet. 3.9 Teollisuus, kalankasvatus ja turkistarhaus Pistekuormitusta syntyy myös mm. teollisuuslaitosten, kalanviljelylaitosten ja turkistarhauksen suorista, viemäriverkostoon johtamattomista päästöistä. Teollisuudessa eniten kuormitusta syntyy prosesseissa, joissa ei ole suljettua vedenkiertoa. Merkittävintä teollisuuden vesistökuormitusta aiheuttaa Suomessa massan- ja paperintuotanto, joskin sen aiheuttama kuormitus on merkittävästi vähentynyt viimeisen 30 vuoden aikana (Ojanen 2008). KUSTAA-työkalun ominaiskuormitusluvut sellun ja paperin valmistukselle perustuvat SYKEn ja Ikosen (2012) raportoimiin keskimääräisiin kuormituslukuihin tuotantoyksikköä kohti. Muista teollisuudenaloista merkittävää kuormitusta voivat aiheuttaa mm. lannoitevalmistus ja kaivosteollisuus. Näiden aiheuttama kuormitus on kuitenkin tapauskohtaista. Kalanviljelylaitosten ja turkistarhojen vesistökuormitus aiheutuu pääasiassa kalojen tai turkiseläinten jätöksistä ja syömättä jääneestä rehusta. Eniten merkitystä on rannikoilla olevilla kalanviljelylaitoksilla, jotka vaikuttavat

23 21 lähiympäristön merialueiden vedenlaatuun. Turkistarhoilla on vaikutusta lähinnä Pohjanmaan rannikolla. KUSTAA-työkalussa käytetyt kalanviljelyn typen ja fosforin ominaiskuormitusluvut perustuvat SYKEn keräämiin tietoihin ja turkistarhauksen vastaavat luvut Nyroosin ym. (2006) esittämiin lukuihin. Teollisuuden ja yhdyskuntien aiheuttamaa orgaanisen aineen kuormitusta kuvataan VAHTItietokannassa biologisella hapenkulutuksella (BOD7). Teollisuuden (lähinnä sellun ja paperin tuotanto) aiheuttama BOD7-kuormitus on ollut viime vuosina alle tonnia vuodessa (vastaa tonnia TOC), mikä on tehokkaiden vesiensuojeluinvestointien ansiosta vain murto-osa 1970-luvun tasosta (yli tonnia vuodessa BOD7). Myös yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoilta tuleva kuormitus on laskenut 1970-luvun tasolta tonnia BOD7 vuodessa tasolle tonnia BOD7 vuodessa 2000-luvulla (vastaa tonnia TOC). Taulukko 2. Kiintoaineen, kokonaisravinteiden ja orgaanisen aineksen kuormitus eri päästölähteistä. Orgaanisen kokonaishiilen (TOC) luvut pelkästään kirjallisuusviitteistä. Lähdekohtainen fosforin ja typen kuormitusosuus on laskettavissa taulukkoarvojen perusteella joko ihmisperäisenä kuormituksena tai kokonaisainevirtaamana. Pinta-ala Kiintoaine Kokonaisfosfori Kokonaistyppi TOC Milj. ha kg ha -1 v kg/v kg ha -1 v kg/v kg ha -1 v kg/v kg ha -1 v kg/v Hajakuormitus Luonnonhuuhtouma 1 30,4 5, , , Metsätalous 2 0,28* , , ( (7 Maatalous 3 4) , , , Laskeuma veteen 1 3,5 0, , Haja-asutus 5 1,07** 5,2*** ,37*** 400 2,5*** Hulevedet 6 0, , , Pistemäinen kuormitus Yhdyskuntajätevedet Teollisuus Kalanviljelylaitokset Turkistarhaus Turvetuotanto 5 0, , , ( (8 Yhteensä Lähteet: 1) KUSTAA-työkalu (Launiainen ym. (2014) 2) Finér ym. (2010) 3) Vuorenmaa ym. (2002), 4) Puustinen ym ) VAHTI-tietojärjestelmä, 6) Kotola & Nurminen (2003) ja Valtanen (2015). 7) Lepistö ym. (2014), avohakkuut. 8) Pöyry (2014) *arvioitu metsätaloustoimenpiteiden piirissä oleva pinta-ala vuodessa, koko metsäpinta-ala 26,1 milj. ha. Metsäuudistaminen ja kunnostusojitus vaikuttavat 10 vuotta ja lannoitus 2-5 vuotta. Arvot taulukossa edustavat kymmenen vuoden keskimääräistä vuosikuormitusta toimenpidealojen pysyessä samoina. Nämä luvut voivat poiketa liitteen 1 luvuista. **henkilömäärä (milj. as.) viemäriverkon ulkopuolella ***per haja-asukas

24 22 Täsmennyksiä taulukkoon 2 Metsätalous Maatalous KUSTAA perustuu moniin kirjallisuusviitteisiin Suomessa ja Ruotsissa tehdyistä kenttäkokeista/seurannoista, joissa tutkimusalueiden määrä on vaihdellut yhdestä kymmeniin ja havaintojaksot muutamasta vuodesta useisiin kymmeniin vuosiin Vuorenmaa ym. (2002), pienet valuma-alueet, tarkastelujakso , n=4 Puustinen ym. (2010), VIHMA-koekentät, aineisto koottu 1980-luvulta vuoteen 2002, n = 7 koekenttää, lohkoja enemmän. Taustakuormitus Mattsson ym. (2003), tarkastelujakso , n=21 pientä luonnontilaista aluetta Laskeuma Vuorenmaa (2004), tarkastelujakso , n=19 Hulevedet Kotola & Nurminen (2003), 1 vuoden pituinen jakso , n=3 Melanen (1981), 3 vuoden pituista jaksoa , n=6 Valtanen (2015), 2 vuoden pituista jaksoa , n=3 (tämä ei sisälly KUSTAAseen) 4 Kokonaiskuormitus ja kasvuriskit Tässä luvussa tarkastellaan vesistöihin tulevan kuormituksen suuruusluokkaa ja kasvuriskejä lähteittäin sekä eri lähteistä tulevan kuormituksen ominaispiirteitä. Esim. hajakuormitus poikkeaa luonteeltaan pistemäisestä kuormituksesta. Kuormituksen hallinta kuitenkin edellyttää kuormittajakohtaisia toimenpiteitä, joiden vertailuissa yhteismitallisuus on välttämätöntä kustannustehokkaiden toimenpiteiden osoittamiseksi. 4.1 Kuormituksen jakautuminen lähteittäin Alla olevat kokonaisfosforin ja -typen piirakkakuvat (kuvat 15 ja 16) perustuvat useisiin eri tietolähteisiin. Uuden vesienhoitosuunnitelman (v. 2012) pistekuormitustiedot saatiin ympäristöhallinnon valvonta- ja kuormitustietojärjestelmästä (VAHTI) vuosina Hajakuormituksen kokonaisfosfori- (P) ja kokonaistyppikuormitusta (N) koskevat tiedot on saatu Suomen ympäristökeskuksessa kehitetystä WSFS42 VEMALA-vesistömallijärjestelmästä (V1-versio; Huttunen ym. 2015). Pelloilta aiheutuvaa kuormitusta on järjestelmässä kehitetty eniten. Kuormituksen suuruutta on pyritty arvioimaan VIHMA- (Puustinen ym. 2010) ja ICECREAM-malleilla (Tattari ym. 2001, Bärlund ym. 2009), jotka arvioivat ravinnekuormitusta ottaen huomioon muun muassa sadannan/valunnan, pellon maalajin, kaltevuuden, viljeltävän kasvin, pellon fosforiluvun ja viljelykäytännöt. Metsätaloudesta ja luonnonhuuhtoumasta tulevan kuormituksen arvioimiseen on hyödynnetty ensimmäisellä vesienhoidon kaudella käytettyä VEPS-tietojärjestelmää (Tattari & Linjama 2004). Tämän lisäksi metsätalouden kuormitusarvioita on korjattu saatujen vesistöhavaintojen perusteella. WSFS-VEMALA hyödyntää VEPS-järjestelmän mitattuja päivitystietoja laskeumasta (märkä- ja kuivalaskeuma) sekä arvioitua hulevesikuormitusta. Suoraan vesistöihin tuleva laskeuma sisältyy osaksi aineiden luonnollista kiertokulkua, osa laskeumasta on taas ihmisen aikaan saamaa. Haja- asutuksesta tuleva kuormitusarvio perustuu rakennus- ja huoneistorekisteristä (RHR) saatavaan tietokantaan sekä asukkaan tai loma-asunnon keskimääräiseen ominaiskuormitukseen. Kuvissa 15 ja 16 on esitetty kokonaistypen- ja fosforin jako eri kuormituslähteisiin vesienhoitoalueittain. Kuvien piirakoissa on mukana myös laskeuma järveen, vaikka osa laskeuman ravinnekuormasta onkin peräisin ravinteiden luonnollisesta kierrosta. Typen osalta maatalous on suurin kuormittaja VHA:lla 2-4. Järvien vähäinen osuus korostaa maatalouden osuutta VHA 3:lla. Laskeuman osuus on suoraan verrannollinen alueen järvisyyteen: mitä enemmän järviä, sitä suurempi sen osuus on piirakasta. Maatalous ja metsätalous ovat yhtä suuria

25 kuormittajia pohjoisilla alueilla VHA 5-7. Pistekuormituksen osuus kokonaiskuormasta on suurinta alueilla 5-6. Taustakuorman osuus kokonaiskuormasta on pienin alueilla 2-3 ja lähes 90 %:ia kokonaiskuormasta alueella VHA Fosforin piirakkakuvio muistuttaa paljon typen vastaavaa, mutta fosforin osalta maatalouden osuus kokonaiskuormasta on suurempi. Pistekuormitus puolestaan on pienempi ja samoin myös laskeuman osuus. Tornionjoen VHA 6:lla maatalouden osuus kokonaisfosforikuormasta on huomattavasti suurempi kuin typen tapauksessa. VHA 5:lla pistekuormituksen osuus on korkea, 44 %:ia kokonaiskuormasta. Taustakuorman osuus kokonaisfosforikuormasta on vähäistä alueilla VHA 2 ja 3 ja suurinta pohjoisilla alueilla. Turvetuotannosta aiheutuva ravinnekuormitus on sisällytetty pistekuormitukseen vuodesta 2004 lähtien. Sitä ennen turvetuotannosta aiheutuva kuormitus laskettiin hajakuormituksen osaksi. Turvetuotannon osuus pistekuormituksen kokonaismäärästä on fosforin osalta 5,2 % ja typellä vastaavasti 4,3 % (v keskiarvo). Eri tietolähteistä koottujen piirakkakuvien vertailtavuuteen on syytä suhtautua varauksella, varsinkin jos tarkkoja lähtötietoja ei ole esitetty. Tässä kappaleessa esitetyt kuvat perustuvat vesienhoitoalueiden virallisiin EU:lle raportoituihin tietoihin. Seuraavassa kappaleessa käsitellään kuormituksen arviointiin liittyviä virhelähteitä. Kuva 15. Arvio typpikuorman jakaumasta vesienhoitoalueilla VHA1-7.